Из каких сплавов состоит бронза

Бронза БрАМЦ.

Бронза — сплав меди с оловом и другими легирующими элементами (алюминий,железо,цинк,свинец,марганец,никель,кремний). Бронза по сравнению с латунью обладает более высокой прочностью, коррозионной стойкостью и антифрикционными свойствами. Бронзы изготовляют в виде прутков,листов,лент,проволоки. Таблица 1 поможет выбрать марку бронзы для изготовления необходимой детали.

Состав бронзы, механические свойстваи назначение бронз (1 Мн/м 2 » 0,1 кгс/мм 2 )

Марка бронзового сплава

Предел прочности бронзы sb, Мн/м 2

Относительное удлинение бронзы d, %

Твердость бронзы HB, Мн/м 2

Примерное назначение бронзы

Источник: poliasmet.ru

Состав бронзы: сплав меди с другими металлами, расшифровка

Оружейная БРОНЗА. Секрет прочности клинков бронзового века. Литье бронзы.

Бронза – это металл, полученный путём смешивания расплавов меди и некоторых других металлов и неметаллов. Как правило, количество присадочных к меди компонентов не превышает трёх процентов, но существуют и исключения из этого правила – в больших количествах могут присаживаться цинк и никель. Такие сплавы называют латунью и купроникелем (мельхиором) соответственно. В других сплавах цинк тоже может присутствовать, но с ограничением: его количество не должно превышать суммы остальных присаживаемых металлов. Если это произойдёт, сплав окажется латунью.

Оглавление:

Этот металл-сплав появился около пяти с половиной тысяч лет назад. Именно тогда начался бронзовый век. А до этого времени плавили только медь – этот металл был основой всех орудий труда. Когда же случилось соединить расплавы меди и олова, получился другой металл, который был назван бронза – это сплав меди с оловом, более твёрдый, чем исходные металлы. Он сразу нашёл себе широкое применение во всех сферах жизни человека: из него делали холодное оружие и кухонную утварь, зеркала и украшения, монеты и творения скульпторов.

Средневековые мастеровые из бронзы отливали колокола для нужд церкви и пушки для армии. На отливку пушек шла специально изготовленная бронза. Эта технология существовала до девятнадцатого века. Ниже приводятся интересные факты о бронзе.

Способы изготовления и характеристики

Физические данные

Характеристики сплава определяются его химическим составом и могут изменяться в некоторых пределах. Бронза менее подвержена коррозии и обеспечивает лучшее скольжение металла по металлу, чем латунь. У неё выше прочность и она менее подвержена атмосферным воздействиям (вода и воздух) и лучше сопротивляется солям и органическим кислотам. Легко поддаётся механической обработке, её можно паять и скреплять сварочными работами. Некоторые физические характеристики бронзы:

• удельный вес от 7,8 до 8,7 тонны/куб. метр;
• температура плавления бронзы – плавится при нагревании от 930 до 1140 градусов;
• изменения цвета от красного – цвета меди, до белого – цвета олова;
• стойкость к износу и хорошее скольжение по металлу предопределяет сферу применения в качестве подшипников скольжения, они хорошо работают в любых температурных условиях;
• отмечается высокая электропроводимость и передача тепла, стойкость к паровому воздействию, что способствует изготовлению деталей для техники, работающей в экстремальных ситуациях.

Как изготовить бронзу

Плавление и смешивание расплавов меди и присадок разных металлов, позволяющих придать сплаву те или иные требуемые характеристики, приводит к получению такого металла-сплава, как бронза. В технологическом процессе изготовления задействованы электрические печи индукционного типа и тигельные горны, с их помощью можно изготовить любые сплавы с медью.

Плавление производится с флюсовыми добавками, при этом исходным сырьём для плавки может быть как медная руда, так и лом меди. Как правило, медный лом добавляется в расплав вмести с присаживаемым металлом в процессе плавки. При плавке только из медной руды выполняются следующие операции:

• печь разогревают, закладывают в неё медную руду с флюсовыми добавками, и плавят при температуре около 1200 градусов;
• добавляют химический окислитель – фосфористую медь, половина могла быть загружена в составе флюса, а остаток дополнительно загружается ковшом;
• при плавлении в раскисленный расплав меди добавляют присадочные металлы, предварительно подогретые до ста градусов;
• после получасового отстаивания расплава, с его поверхности снимают всплывший шлак, и полученный сплав распределяют по формам.

При использовании медного лома процедура изготовления бронзы такая же.

Разновидности

По соотношению содержания основных компонентов бронзы – меди и олова известны два основных вида: оловянный, когда основным присадочным материалом является олово, и безоловянный, если олово присутствует в совсем малом количестве.

Оловянная бронза

Классическая или оловянная бронза – универсальный материал не только в промышленности, но и в других сферах жизнедеятельности человека. В этом сплаве на 80 частей меди приходится 20 частей олова, он хорошо плавится, имеет высокую прочность, довольно твёрдый, не подвержен коррозии, износостоек и способствует снижению трения металлов.

Эти достоинства оловянной бронзы приводят к сложностям в некоторых других отношениях: сплав сложно ковать и резать, затачивать острые кромки и штамповать, зато просто делать из него отливки. Осадка при охлаждении заливки не превышает одного процента, что позволяет применять материал в художественных изделиях особой точности.

Для придания сплаву дополнительных свойств, в его состав могут включаться присадки других металлов и неметаллов:

• цинк в количестве до 10% улучшает антикоррозийные свойства, детали из такого сплава применяют в кораблестроении, где агрессивной средой является солёная вода;
• свинец и фосфор способствуют лучшему скольжению бронзовых изделий по другим металлам, такой сплав легче режется и штампуется.

Безоловянная

Бронза без олова – иногда использование в сплаве олова не допускается, а требуемые характеристики получают присадками других металлов. Современные технологии позволяют подобрать присадки таким образом, что изделия из бронзы без олова вполне заменяют изделия из классической бронзы.

Свинцовистая бронза – отлично скользящий по металлу сплав, выдерживает большое давление, очень прочен и плавится с трудом. Сфера его применения – подшипники, работающие под большим давлением.

Кремниевая – на 97% это медь, немного олова и пять сотых процента кремния, он добавлен для увеличения электрической проводимости и применяется такая бронза в качестве жил телефонных кабелей. Она не магнитная, хорошо паяется, упругая и устойчива к низким температурам. Дополнительно может содержать марганец.

Бериллиевая – самая твёрдая. Очень устойчив этот сплав к коррозии и экстремальным температурам как плюсовым, так и отрицательным. Это немагнитный металл и при соударениях от него не бывает искр. Дополнительно в него можно присаживать никель или кобальт. Изготавливают из сплава упругие изделия – пружины, мембраны, пластины.

Алюминиевая – состав простой, алюминия пять процентов, остальное – медь. Цвет бронзы блестящий золотистый, она устойчива к действию химических веществ – кислот. Она прочная по твёрдости и жаропрочная, сохраняет свои свойства и при крайне низких температурах. Коррозии противодействует слабо и при отливке даёт значительную усадку.

За красивый цвет используется в ювелирном производстве, изготовлении монет и медалей. Физические свойства предопределяют использование сплава в деталях изделий автомобильной промышленности, пороховом и пиротехническом производстве.

Маркировка

Процент содержания меди в маркировке указывать не принято, его вычисляют расчётом как остаток от разности. В примере – это 93%. От химического состава бронзы зависит её цвет. Содержание меди в сплаве определяет его цвет – чем оно выше, тем краснее будет бронза, и наоборот. Если меди будет только 50%, а всё остальное – светлые присадки, то сплав по цвету будет напоминать серебро.

Источник: instrument.guru

Бронза состав сплава

Заинтересовавшись металлом под названием бронза, я погрузился в информационные источники, чтобы узнать про неё как можно больше. Первое, что попалось мне на глаза, были исторические факты.

Оказывается, появление бронзы задокументировано ещё в пятом тысячелетии до нашей эры. Изделия из неё нашли в Сербии. В России же, Николай Веселовский, русский археолог, обнаружил древние залежи сплава в виде артефактов (датированного четвёртым тысячелетием до н.э.) около реки Кубань в 1897 году.

С течением времени об этом металле узнали и в Египте, где он стал важнейшим декоративным материалом. А вообще, в человеческой истории существует эпоха под названием бронзовый век. Он датируется с тридцать пятого по одиннадцатый века до нашей эры, хотя, в разных культурах разные даты, и бронза играет в нём ведущую роль.

Состав бронзы

Мне стало интересно, из чего же она состоит? Выяснив, что бронза – это сплав, в основе которого медь, а также другие металлы, я продолжил изучение материалов.

К металлам, входящим в её состав, можно отнести: кремний, свинец, алюминий, бериллий и прочие, кроме цинка, никеля и их смеси. Эти элементы, делают лучше её основные характеристики и их называют легирующими.

Добавки, также присутствуют в сплаве. Это фосфор, цинк, хром, марганец или железо. Изменение его состава меняет и свойства готового продукта. Так, если присутствие меди больше 35%, цвет конечного материала ярко-огненный.

Классификация бронзы

“Но ведь, наверное, существуют различные виды со своими свойствами?” — не давал мне покоя пытливый ум. Прочитав несколько статей и заглянув в пару книжек, я разобрался и с этим вопросом.

Металл классифицируют по трём признакам:

• содержанию в его составе олова;
• типу главного элемента, который считается легирующим;
• подверженности механической деформации.

Существует две категории её состава:

1. Безоловянная, по некоторым свойствам превосходящая другую категорию и не уступающая ей по физико-механическим показателям.
2. Оловянная, содержащая более 4% олова. Обладает минимальным уровнем усадки при литье, износостойкостью и хорошо ведёт себя при обработке.

С точки зрения технологичных процессов бронзу можно разделить на два вида.

Литейный сплав

Из него изготавливают детали механизмов и машин, которые работают в агрессивных средах, где присутствуют износ и трение.

Деформируемый сплав

Отлично поддаётся обработке, включающей ковку, гибку, перфорирование и штамповку. Содержание олова при этом в нём менее 6%.

Свойства бронзы

Главные компоненты в составе сплава определяют его свойства, но, и без их воздействия, основными считаются следующие:

• высокий антикоррозийный фактор;
• плавление при температуре 950 градусов по Цельсию;
• отличная свариваемость;
• значение плотности 7500-8700 кг/м3;
• стойкость к солёной воде и кислотам.

Читать также:
Виды и особенности металлоконструкций

Если же рассматривать качества, которые добавляют металлу легирующие компоненты, то они будут такими:

• упругость, отсутствие магнитности, отсутствие искр при ударе (кремниевая бронза);
• жаропрочность, хорошая пружинистость, устойчивость к отрицательным температурам (бериллиевая бронза);
• большая сопротивляемость ударным и термическим нагрузкам, коэффициент трения очень низкий (свинцовая бронза);
• хорошая плотность, малый удельный вес, устойчивость к химически активным веществам, хорошее сопротивление воздействию атмосферных явлений (алюминиевая бронза);
• все качества, описанные выше и большая востребованность (оловянная бронза).

Получение бронзы

Следующим разделом, который мне был интересен не менее, чем предыдущие, оказался про создание сплава. Он оказался довольно занимательным, ведь процесс производства определяет качество полученного металла.

Существует несколько видов технологии этого процесса.

Классический

Медь и дополнительные элементы плавят во вращающихся втулках из чугуна или стали. При этом способе, обращают внимание на плавку безоловянных сплавов. Во время неё должны чётко контролироваться температура и однородность расплава, который заливают в форму.

Плавление в электрических индукционных печах

Применяя данный способ, используют древесный уголь. Им создают кремнистые и бериллиевые сплавы. В итоге получают слитки, идущие на дальнейшую переработку.

Если рассмотреть последний способ подробнее, то он выглядит следующим образом:

1. Разогревают печь и засыпают в неё уголь. Если он отсутствует, используют флюс.
2. Заполняют печь медью. Она расплавляется.
3. Далее её раскисляют фосфористой медью.
4. Содержимое печи насыщают легирующими примесями, равномерно увеличивая температуру отжига.
5. Перемешивают получившийся расплав и продолжают его нагрев.
6. Производят повторное раскисление, а затем отливку в формы.
7. Формы проходят пресс-обработку.

Применение бронзы

Я знаю, область применения заинтересовавшего меня металла очень велика, но хотелось конкретики: Где? Для чего? Как?

Свойства сплава являются определяющим фактором для применения. Они, как было написано выше, зависят от легирующего элемента в его составе. Иногда его называют присадкой.

Если таким элементом является свинец, то бронзу называют свинцовой. Её применяют для изготовления подшипников, антифрикционных деталей и сальников.

Сплав, в котором роль присадки играет бериллий, называется бериллиевая бронза. Из неё делают датчики нагрузки, различные пружины, детали, которые сохраняют форму при многократных деформациях. Также, благодаря высокой электропроводимости, её используют в низкоточных контактах.

Кремниевая бронза используется для создания проволоки, гаек, винтов, болтов, стяжек, крепёжных деталей.

Из алюминиевой бронзы изготавливают гребные винты для кораблей, детали для самолётных шасси, бижутерию, монеты, мелкие элементы машиностроения.

Из оловянной бронзы можно делать паровую и водяную арматуру, детали, работающие в едких средах (хлористые соли, кислоты, растворы щёлочи и других), втулки, шестерни, золотники.

Я не пожалел ни времени, ни сил, которые потратил на “знакомство” с бронзой, ведь я не только расширил свой кругозор, но и узнал ответы на давно интересовавшие меня вопросы!

Источник: svarkalegko.com